﻿#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
	}
	bool operator<(const Date& d)const
	{
		return (_year < d._year) ||
			(_year == d._year && _month < d._month) ||
			(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
	}
	bool operator>(const Date& d)const
	{
		return (_year > d._year) ||
			(_year == d._year && _month > d._month) ||
			(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);
	}
	friend std::ostream& operator<<(std::ostream& _cout, const Date& d)
	{
		_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
		return _cout;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

// 1. 非类型模板参数
// 模板参数分为类型形参与非类型形参。
// 类型形参: 出现在模板参数列表中, 跟在 class 或 typename 之后的参数类型名称
// 非类型形参, 就是用一个常量作为类 (函数) 模板的一个参数, 在类 (函数) 模板中可将该参数当成常量来使用

//namespace HJR
//{
//	// 定义一个模板类型的静态数组
//	template <class T, size_t N = 10>
//	class array
//	{
//	public:
//		T& operator[](size_t index) { return _array[index]; }
//		const T& operator[](size_t index)const { return _array[index]; }
//
//		size_t size()const { return _size; }
//		bool empty()const { return 0 == _size; }
//
//	private:
//		T _array[N];
//		size_t _size;
//	};
//}

// 注意:
// 1. 浮点数, 类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的
// 一般只能为 int 类型, 且为常量 (即在函数体中不能修改其值)
// 2. 非类型模板参数必须在编译期就能确认结果


//template <typename Container>
//template <class Container>
//void Print(const Container& v)
//{
//	// 编译不确定 Container::const_iterator 是类型还是 static 成员变量
//	// typename 就是明确告诉编译器这里是类型, 等模板实例化再去找
//	typename Container::const_iterator it = v.begin();
//	//auto it = v.begin();
//	while (it != v.end())
//	{
//		cout << *it << " ";
//		++it;
//	}
//	cout << endl;
//}
//
//#include <vector>
//int main()
//{
//	std::vector<int> v1(10, 1);
//	Print(v1);
//	return 0;
//}

// 2. 模板的特化
// 2.1 概念
// 通常情况下, 使用模板可以实现一些与类型无关的代码
// 但对于一些特殊的类型可能会得到一些错误的结果, 需要特殊处理
// 比如: 实现了一个专门用来进行小于比较的函数模板

//// 函数模板 -- 参数匹配
//template <class T>
//bool Less(T left, T right)
//{
//	return left < right;
//}
//
//int main()
//{
//	cout << Less(1, 2) << endl; // 可以比较, 结果正确
//	Date d1(2022, 7, 10);
//	Date d2(2022, 7, 8);
//	cout << Less(d1, d2) << endl; // 可以比较, 结果正确
//	Date* p1 = &d1;
//	Date* p2 = &d2;
//	cout << Less(p1, p2) << endl; // 可以比较, 结果错误
//	return 0;
//}

// 可以看到, Less 绝大多数情况下都可以正常比较, 但是在特殊场景下就得到错误的结果
// 上述示例中, p1 指向的 d1 显然大于 p2 指向的 d2 对象
// 但是 Less 内部并没有比较 p1 和 p2 指向的对象内容, 
// 而比较的是 p1 和 p2 指针的地址, 这时就无法达到使用者的预期而错误
// 此时, 就需要对模板进行特化
// 即在原模板类的基础上, 针对特殊类型所进行特殊化的实现方式
// 模板特化分为函数模板特化与类模板特化

// 2.2 函数模板特化
// 函数模板的特化步骤:
// 1. 必须要先有一个基础的函数模板
// 2. 关键字 template 后面接一对空的尖括号 <>
// 3. 函数名后跟一对尖括号, 尖括号中指定需要特化的类型
// 4. 函数形参表: 必须要和模板函数的基础参数类型完全相同, 如果不同编译器可能会报一些奇怪的错误

//// 函数模板 -- 参数匹配
//template <class T>
//bool Less(T left, T right)
//{
//	return left < right;
//}
//
//// 对 Less 函数模板进行特化
//template <>
//bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
//{
//	return *left < *right;
//}
//
//int main()
//{
//	cout << Less(1, 2) << endl;
//	Date d1(2022, 7, 10);
//	Date d2(2022, 7, 8);
//	cout << Less(d1, d2) << endl;
//	Date* p1 = &d1;
//	Date* p2 = &d2;
//	cout << Less(p1, p2) << endl; // 调用特化之后的版本
//	return 0;
//}

// 注意: 一般情况下如果函数模板遇到不能处理或者处理有误的类型
// 为了实现简单通常都是将该函数直接给出

//bool Less(Date* left, Date* right)
//{
//	return *left < *right;
//}

// 该种实现简单明了, 代码的可读性高, 容易书写
// 对于一些参数类型复杂的函数模板, 
// 特化时特别给出, 不建议特化函数模板

// 2.3 类模板特化
// 2.3.1 全特化
// 全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化

//template <class T1, class T2>
//class Data
//{
//public:
//	Data() { cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
//private:
//	T1 _d1;
//	T2 _d2;
//};
//
//template <>
//class Data<int, char>
//{
//public:
//	Data() { cout << "Data<int, char>" << endl; }
//private:
//	int _d1;
//	char _d2;
//};
//
//int main()
//{
//	Data<int, int> d1;	// Data<T1, T2>
//	Data<int, char> d2;	// Data<int, char>
//
//	return 0;
//}

// 2.3.2 偏特化
// 偏特化: 任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本. 
// 比如对于以下模板类:

//template <class T1, class T2>
//class Data
//{
//public:
//	Data() { cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
//private:
//	T1 _d1;
//	T2 _d2;
//};
//
//// 偏特化有以下两种表现方式:
//
//// 1. 部分特化
//// 将模板参数类表中的一部分参数特化
//
//// 将第二个参数特化为int
//template <class T1>
//class Data<T1, int>
//{
//public:
//	Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }
//private:
//	T1 _d1;
//	int _d2;
//};
//
//// 2. 参数更进一步的限制
//// 偏特化并不仅仅是指特化部分参数
//// 而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本
//
//// 两个参数偏特化为指针类型
//template <typename T1, typename T2>
//class Data <T1*, T2*>
//{
//public:
//	Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }
//
//private:
//	T1 _d1;
//	T2 _d2;
//};
//
//// 两个参数偏特化为引用类型
//template <typename T1, typename T2>
//class Data <T1&, T2&>
//{
//public:
//	Data(const T1& d1, const T2& d2)
//		: _d1(d1)
//		, _d2(d2)
//	{
//		cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
//	}
//
//private:
//	const T1& _d1;
//	const T2& _d2;
//};
//
//int main()
//{
//	Data<double, int> d1;	// 调用特化的 int 版本
//	Data<int, double> d2;	// 调用基础的模板 
//	Data<int*, int*> d3;	// 调用特化的指针版本
//	Data<int&, int&> d4(1, 2);	// 调用特化的引用版本
//}

// 2.3.3 类模板特化应用示例
// 有如下专门用来按照小于比较的类模板 Less

//#include <vector>
//#include <algorithm>
//
//template<class T>
//struct Less
//{
//	bool operator()(const T& x, const T& y) const
//	{
//		return x < y;
//	}
//};

// 对 Less 类模板按照指针方式特化
//template <>
//struct Less<Date*>
//{
//	bool operator()(Date* x, Date* y) const
//	{
//		return *x < *y;
//	}
//};
//
//int main()
//{
//	Date d1(2022, 7, 7);
//	Date d2(2022, 7, 6);
//	Date d3(2022, 7, 8);
//	std::vector<Date> v1;
//	v1.push_back(d1);
//	v1.push_back(d2);
//	v1.push_back(d3);
//
//	// 可以直接排序, 结果是日期升序
//	sort(v1.begin(), v1.end(), Less<Date>());
//	for (auto& e : v1)
//	{
//		cout << e << endl;
//	}
//
//	std::vector<Date*> v2;
//	v2.push_back(&d1);
//	v2.push_back(&d2);
//	v2.push_back(&d3);
//
//	// 可以直接排序, 结果错误日期还不是升序, 而 v2 中放的地址是升序
//	// 此处需要在排序过程中, 让 sort 比较 v2 中存放地址指向的日期对象
//	// 但是走 Less 模板, sort 在排序时实际比较的是 v2 中指针的地址, 因此无法达到预期
//	sort(v2.begin(), v2.end(), Less<Date*>());
//	for (auto& e : v2)
//	{
//		cout << *e << endl;
//	}
//
//	return 0;
//}

// 通过观察上述程序的结果发现, 对于日期对象可以直接排序, 并且结果是正确的
// 但是如果待排序元素是指针, 结果就不一定正确
// 因为: sort 最终按照 Less 模板中方式比较, 所以只会比较指针
// 而不是比较指针指向空间中内容, 此时可以使用类版本特化来处理上述问题
// 特化之后, 再运行上述代码, 就可以得到正确的结果

// 3. 模板分离编译

// 4. 模板总结
// 优点
// 1. 模板复用了代码, 节省资源, 更快的迭代开发, C++ 的标准模板库 (STL) 因此而产生
// 2. 增强了代码的灵活性
// 缺陷
// 1. 模板会导致代码膨胀问题, 也会导致编译时间变长
// 2. 出现模板编译错误时, 错误信息非常凌乱, 不易定位错误